廣播節(jié)目音頻處理方法探討

胡軍

【摘要】 本文從分析廣播節(jié)目音頻問題產(chǎn)生的原因出發(fā)，總結(jié)音頻處理器使用特點，提出了全局的提升廣播節(jié)目音頻播出品質(zhì)的方法——從音頻信號源分析和測量人手，根據(jù)節(jié)目類型風(fēng)格恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置處理器，并在發(fā)射環(huán)節(jié)正確接入，防止信號失真和溢出，從而全面提升聽眾對廣播節(jié)目的聽力欣賞。

【關(guān)鍵詞】廣播節(jié)目

壓縮

限幅削波響度一致性

一、引言

隨著廣播事業(yè)的發(fā)展，廣播市場的競爭也愈來愈激烈，聽眾不僅對節(jié)目質(zhì)量有要求，對節(jié)目的聲音品質(zhì)也提出了更高的要求。

目前電臺廣播節(jié)目源的形式和來源非常廣泛，有自制的欄目（新聞、專題），有來自衛(wèi)星（轉(zhuǎn)播新聞、體育現(xiàn)場直播），熱線電話采訪，互動節(jié)目等，節(jié)目源音量大小不一致，響度難于統(tǒng)一，同時后期制作的設(shè)備檔次也不一樣，還有一些外來節(jié)目沒有加工就直接播出，導(dǎo)致了整個播出系統(tǒng)音量時大時小，影響聽眾的收聽質(zhì)量。

為解決這類問題，廣播技術(shù)人員通常在播出末級使用音頻處理設(shè)備，增強(qiáng)對傳輸?shù)囊纛l處理，期望達(dá)到理想的效果。由于不同廠商對音頻處理的出發(fā)點不同、應(yīng)用技術(shù)不同，以及音頻處理的功能與節(jié)目風(fēng)格的匹配設(shè)置，往往僅靠一臺音頻處理設(shè)備并不能達(dá)到滿意的效果。

二、音頻處理術(shù)語

探討音頻處理時，會經(jīng)常運用一些術(shù)語，為避免混淆，定義如下：

1）響度

通過縮減峰值/平均值的比值來增加聲音的響度。如果峰值降低了，平均電平就可以在允許的調(diào)制范圍內(nèi)增加，響度就提高。

2）壓縮

減小在大聲與弱聲之間的電平差距，更充分地利用了允許的峰值電平的范圍，使弱聲音部分在響度上聽起來主觀上增加了，但它不能使大聲音部分聽起來更響。壓縮是一種類似隨著增益的變化而減少動態(tài)范圍的方法。

3）限幅。

限幅是用于增加語音節(jié)目的密度。增加密度可使聲音聽起來感覺更響。但是它會導(dǎo)致一些難受的雜音。當(dāng)設(shè)置影響被處理聲音的密度的控制時，要注意許多負(fù)面的主觀影響，這是很重要的。

4）削波

平滑地削去尖峰并不產(chǎn)生任何可以聽到的副作用，但過分的削波將會引起明顯可以感覺到的失真。

5）響度，清晰度和失真。

在音頻信號處理過程中，在響度、清晰度和失真之間存在著一種直接的制約關(guān)系。如果我們想改善它們當(dāng)中的某一個技術(shù)參數(shù)，那么另外兩個技術(shù)參數(shù)也會受到變化，要想它們?nèi)齻€參數(shù)都達(dá)到平衡的狀態(tài)是非常困難的，最好的方法是降低響度來獲得聲音的清晰度與減少失真。因為聽眾可以直接調(diào)節(jié)收音機(jī)音量的大小來獲得響度的補(bǔ)償，但是聽眾卻沒有任何辦法改善收音機(jī)的清晰度與失真。

三、音頻規(guī)范化處理

廣播技術(shù)人員調(diào)試音頻的目標(biāo)，希望：音頻質(zhì)量要滿足技術(shù)規(guī)范要求，音頻品質(zhì)要滿足聽眾對藝術(shù)性的要求。最終讓聽眾能夠聽到清晰、干凈和各節(jié)目保持一致的音頻節(jié)目。

我們也可以將上述要求通俗的歸納為“整形”和“塑形”，所謂整形，即將所有參與播出的廣播節(jié)目的各類信號，先整理到滿足技術(shù)規(guī)范的要求，再通過音頻處理設(shè)備，按頻道、欄目等節(jié)目風(fēng)格的要求，調(diào)整到符合聽眾藝術(shù)性聽感的要求。

根據(jù)廣發(fā)【2013】87號文件，國家新聞出版廣電總局批準(zhǔn)發(fā)布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T 275-2013《電臺節(jié)目制播質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了廣播中心數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、文件化后用于播出目的的節(jié)目在采集、制作、播出、傳輸、存儲等環(huán)節(jié)上的監(jiān)測技術(shù)規(guī)范。

《電臺節(jié)目制播質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》中對音頻質(zhì)量測量主要規(guī)定的內(nèi)容包括：

（1）音頻信號質(zhì)量的監(jiān)測，如電平過低、反相、聲道缺失等；

（2）數(shù)字基帶傳輸音頻信號的監(jiān)測，如AES信號的載波電壓、失鎖、有效位等，并對多通道數(shù)字信號MADI信號中的有效標(biāo)志、峰值電壓等進(jìn)行了規(guī)定；

（3）基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的音頻文件質(zhì)量監(jiān)測如：文件格式、文件幀結(jié)構(gòu)、比特率合法性、文件傳輸完整性等；

（4）網(wǎng)絡(luò)傳輸音頻信號的網(wǎng)絡(luò)和音頻信號的質(zhì)量監(jiān)測如：延時、丟包率、失真等。

根據(jù)規(guī)范要求，對參與播出的所有音源的音頻質(zhì)量指標(biāo)和參數(shù)作為主要測量對象，主要包含如下測量參數(shù)：

（1）音頻信號幅度、相位進(jìn)行測量和評價；

（2）音頻總諧波失真加噪聲指標(biāo)測量；

（3）對音頻文件進(jìn)行播出后，對音頻幅度、相位及總諧波失真加噪聲測量；

經(jīng)過調(diào)整、測試，音頻信號源質(zhì)量必須滿足GY/T 275-2013規(guī)范要求。

我們知道，CD技術(shù)的出現(xiàn)，數(shù)字音樂發(fā)行時，越來越多的唱片制作人采用了數(shù)字削波技術(shù)，在壓縮動態(tài)的同時提升了響度，從而贏得發(fā)行市場的競爭，從圖一中可以看到，對相同的一首歌（邁克爾.杰克遜“Black orWhite”），在不同制作年代，1991年的原始版本擁有一定的動態(tài)，經(jīng)過1995年、2007年不同的發(fā)型，動態(tài)范圍越來越小，隨著整首音樂的響度也越來越高，卻也失去了欣賞的藝術(shù)性。

1990年代，MP3壓縮音樂流行，數(shù)字音樂發(fā)行人利用人耳升學(xué)掩蔽特征，將壓縮帶來的噪聲隱藏。若將這些音頻直接用于廣播節(jié)目播出，經(jīng)過音頻處理后，將會帶來非常大的副作用，通常表現(xiàn)為：噪聲、破音、破壞一致性。

對經(jīng)過壓縮的數(shù)字音源，需要“恢復(fù)”處理，第一步是去削波，將方波恢復(fù)為峰值，恢復(fù)動態(tài)，第二部是將被數(shù)字壓縮了的動態(tài)恢復(fù)到一個合理的范圍。處理方法為：將一份完整的音頻劃分為不同的頻段（通常為5段或7段），通過不同頻段的擴(kuò)展，再通過參量均衡處理，讓壓縮的音頻恢復(fù)到原始的波形，以便下一步作一致性處理。這個方法類似于音頻制作處理，只不過在播出域通過儀表測量、設(shè)置恰當(dāng)?shù)膮?shù)，讓音頻處理器自動處理。

四、音頻藝術(shù)化處理endprint

常用的音頻處理設(shè)備，主要借助減小動態(tài)范圍的方法來抑制噪聲，其中包括對節(jié)目信號的壓縮、峰值限制與削波、多頻段壓縮和頻率可選擇的限制及均衡功效。壓縮的主要目的是縮小節(jié)目動態(tài)范圍，增加聲音的密度，盡量使音頻信號峰點幅度均勻一致。峰值限制是壓縮的一種極端形式，但它壓縮比高，起動和復(fù)原時間較快，主要目的是保護(hù)后面聲道的傳輸不出現(xiàn)過荷。峰值削波處理是防止因聲道處理電路過荷而造成的失真，瞬時地“切掉”超過閥值的高電平波峰部分的處理。峰值限制和削波如能完美匹配，將能在音頻節(jié)目信號的密度和響度之間，處理好諧波失真和互調(diào)失真及信號帶寬的負(fù)面影響作用問題。

如果僅僅這樣設(shè)置音頻處理器，在保證音頻符合技術(shù)要求時，實際效果將使得音頻音質(zhì)變得平庸。如何兼顧音頻節(jié)目的技術(shù)指標(biāo)和藝術(shù)性？

在音頻處理過程中將將全頻寬的頻譜劃分為幾個不同的音頻頻段（頻段劃分有重疊和交叉的部分），并對每個頻段分別進(jìn)行壓縮和限制，多頻段壓縮器可以獨立或關(guān)聯(lián)工作（比重或密度不同），即“多頻段壓縮和可選擇的限制”，如果設(shè)置正確、合理，將會有效消除頻譜增益的互調(diào)。避免了全頻段處理時導(dǎo)致的可能在其它頻段出現(xiàn)的“pumping”聲，避免了（特別是）當(dāng)能量集中在低頻時的“悶”的可聞失真，減少了互調(diào)失真。

先進(jìn)的音頻處理器（現(xiàn)在常用為數(shù)字音頻處理器），就是對增益、均衡和參量的細(xì)致和恰當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，來達(dá)致我們的目標(biāo)。

1）增益

輸入增益：就是控制處理器的輸入電平，一般可以調(diào)節(jié)的范圍在12分貝左右。包括兩類處理：一是慢動的AGC，二是動作與恢復(fù)時間適中的壓縮器，對每個頻段根據(jù)需要設(shè)置調(diào)節(jié)最佳的時間常數(shù)。我們在實際使用中得出結(jié)論，適當(dāng)?shù)貙⒌吐曨l段時間常數(shù)設(shè)置的比高聲頻段慢一些（約200μs左右），此法在增加節(jié)目信號密度上起的作用較大。

2）均衡

對于音頻處理中的均衡，其作用是一方面利用均衡器來改變音頻信號整體頻帶中相關(guān)頻率的平衡，另一方面是通過改變其中“敏感頻率”的響度來營造某種音響特征，以增加節(jié)目的喧染力，另外它還可以用作傳輸系統(tǒng)中的頻響校正。

輸入均衡：音頻處理器大多數(shù)使用5～7個全參量均衡，內(nèi)部可調(diào)參數(shù)有3個，分別是頻率、帶寬或Q值、增益。第一和第三兩個參數(shù)調(diào)節(jié)大家一般都明白，比較困惑的是帶寬（或Q值），這個我也不想多說，只告訴大家一個基本的概念：帶寬，用OCT表示，OCT=0.3，調(diào)節(jié)范圍，調(diào)節(jié)效果和31段均衡一樣，OCT=0.7，調(diào)節(jié)范圍與效果和15段均衡差不多，OCT=1，調(diào)節(jié)范圍效果和7-9段均衡差不多。OCT值越大，說明你調(diào)節(jié)范圍越寬。而Q值，它可以理解為OCT的倒數(shù)，Q=1.4/oct，OCT=0.35對應(yīng)的Q值大約就是Q=4，大家可以自己換算一下。在進(jìn)行調(diào)節(jié)的時候，如果你不是很明白，就把這個帶寬值設(shè)為0.3左右（或Q=4.3），然后選擇需要調(diào)的頻率，這樣，你就可以按照31段均衡的調(diào)法和感覺來調(diào)增益了。

3）輔助處理

音頻處理器在基本系統(tǒng)中增加了一些輔助的組件，啟用了音頻處理器裝在慢動AGC與多頻段壓縮器之間的頻率均衡處理組件，來補(bǔ)償中波廣播信號典型存在的音頻頻響不佳的狀況。如：每個人的聲音是自然且獨特的，典型的不對稱性，因而不能用一個統(tǒng)一的規(guī)范化的波形描述不同的人聲。適當(dāng)?shù)靥嵘?00HZ-1.2KHZ聲音能量在整個音頻頻譜中的分布，讓這段聲音在聽覺上變得“較大”（人耳聽覺最靈敏范圍在2KHZ-8KHZ）?？墒孤牨姼械铰曇糇兊谜鎸崉勇?。

音頻處理器還使用了稱為的“抵削失真”裝置，用它來提供絕對的負(fù)峰值控制，防止了音頻信號溢波，以消除聽眾最可能聽得見的一些頻段中的失真。

五、發(fā)射環(huán)節(jié)考慮

因而發(fā)射也是音頻處理的重要一環(huán)，不能忽視。

廣播發(fā)射用的音頻處理，主要是對人耳可聽的頻率范圍加以壓縮或限制，在防止它被過調(diào)制的同時，又要保證使音頻獲得最好的信噪比和音頻帶寬。使音頻信號在保持原始節(jié)目素材特征的基礎(chǔ)上，對其作恰當(dāng)?shù)奶幚?，使其成為一個全新的、具有特征性，能提升聽眾聽感水平的節(jié)目。

結(jié)合實際情況，發(fā)射環(huán)節(jié)應(yīng)注重以下兩個方面：

1）保持信號不失真的傳輸

在調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)前端，被音頻處理器高度處理過的音頻信號中，會含有不少類似方波的平頂波形。方波的波形對它所經(jīng)過的傳輸通路的幅度和相位響應(yīng)要求是比較高的。原理上講在節(jié)目主能量的頻率范圍中，若平坦的幅度和群時延發(fā)生偏差，就會使處理過的音頻信號平坦頂部產(chǎn)生傾斜，從而增加了峰值調(diào)制電壓，但平均電平并沒有增加。從峰/平比值看，該通路的平均電平減小了，因而響度就會被相應(yīng)減弱。對此，我們要保持處理后信號波形的原形，首先采用的方法是，在傳輸信號電纜的使用上，盡量選擇質(zhì)量上乘，性能優(yōu)良的傳輸電纜，要求其分布參數(shù)小、頻帶寬、采用線徑粗、衰耗小，屏蔽好的銅芯傳輸線。這點非常重要，也很有效果。另外，在傳輸連接中，盡量不添加任何附加設(shè)備及分支部件，如中間放大器、分配器等，以減小信號波形畸變，保證良好的傳輸質(zhì)量。

2）系統(tǒng)中音頻處理器擺放的位置

在系統(tǒng)中對音頻處理器所放置的位置，也是有講究的，為了有效的保護(hù)被音頻處理器處理過的峰值限制的波形，使其在傳送到發(fā)射機(jī)的過程中不發(fā)生改變，應(yīng)將音頻處理器靠近發(fā)射機(jī)放置，并且是距離越短越好。以免在傳輸過程中因分布參數(shù)變化，引起寄生調(diào)制峰值，使已處理過峰值限制的波形發(fā)生改變，造成音頻信號的波形失真。

結(jié)語

廣播節(jié)目音頻處理成功與否，是由它的實際效果即聽覺效應(yīng)來判斷的，如廣播的播音效果能被聽眾接受，這種處理方式我們就認(rèn)為是成功的，否則就是失敗的。

上面從當(dāng)前廣播節(jié)目音頻主要遇到的問題出發(fā)，分析了單一依靠音頻處理器來提升音頻的不足，或者說在使用音頻處理器時，即使再先進(jìn)的音頻處理器應(yīng)用到系統(tǒng)中，也要注意音頻節(jié)目信號源和發(fā)射環(huán)節(jié)的影響，必須使用測試設(shè)備測量并規(guī)范信號指標(biāo)，根據(jù)節(jié)目的風(fēng)格進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置和調(diào)整，確保音頻節(jié)目既符合技術(shù)規(guī)范，也能保持藝術(shù)效果，從而全面提升聽眾的欣賞感受，為贏得市場競爭助力！endprint